İmmün Sistem ve Nöropeptitler

İmmün Sistem ve Nöropeptitler

        Giriş

      İnflamasyon, patojenlerin ortadan kaldırılması için gerekli olmasına rağmen, kontrol edilmezse ciddi zararlı etkilere neden olabilir. Bu hasarlardan bir tanesi immün sistemin kendi antijenlerine karşı reaksiyon gösterdiği otoimmün hastalıklarının ortaya çıkmasıdır. Bu bağlamda, endojen faktörlerin tanımlanması, otoimmün ve inflamatuar hastalıklar için yeni terapötik yaklaşımların geliştirilmesinde temel amaç olmuştur. İnflamatuar yanıt boyunca üretilen bazı nöropeptitler endojen anti-inflamatuar ajanlar olarak ortaya çıkar. Bu nöropeptitler immün sistemin toleransını sürdürmesine iki farklı mekanizma ile katılırlar: (1) Pro-inflamatuar ve anti-inflamatuar  faktörler arasındaki dengeyi düzenleyerek. (2) Otoreaktif T hücre efektörlerine karşı baskılayıcı etki ile regülatör T hücrelerinin ortaya çıkmasını indükleyerek. Aslında işleyen bir nöropeptit sistemi, genel sağlığa katkıda bulunur ve bu nöropeptitlerin ve/veya reseptörlerinin ekspresyonlarındaki değişiklikler inflamatuar ve otoimmün hastalıklara duyarlılıkta değişikliğe neden olurlar. Son zamanlarda antimikrobiyel ve antiparasitik etkilere sahip bazı  nöropeptitlerin en ilkel organizalarda bile doğal savumanın primer düzenleyicisi olarak davrandıkları görülmüştür (1).

        İmmün Homeostaz: İmmün Sistemin Zorlu Görevi

         İmmün sistem  çok çeşitli yaralanma ve patojenleri tanımak ve yanıt oluşturmak için mükemmel bir şekilde dizayn edilmiştir.  İmmün yanıt tetiklendiğinde, doğal ve sonradan kazanılan bağışıklık arasındaki işbirliği, tehlikeyi uzaklaştırmak için birlikte çalışan sitokinlerin ve kemokinlerin farklı hücre tiplerinde aktivasyonu ile gerçekleşir.

       İnflamatuar yanıt sağlıklı veya hasta tüm organizmalarda önemli bir role sahipken, yoğunluğu ve süresi immün homestazın yeniden oluşması ve geniş doku hasarından kaçınmak için sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Eksik bir yanıt organizmanın canlılığını tehlikeye atabilirken, aşırı bir yanıt akut veya kronik bir inflamatuar  hastalığa neden olabilir.

       Bu koşullarda, sitokinlerin salınımı ile oluşturulan immünostimulan çevre, otoreaktif T hücreler ve profesyonel antijen-sunan hücrelerin aktivasyonunu güçlendirme yönünde olabilir.

   İnflamatuar yanıt kendi kendini düzenleyen bir prosestir. Örneğin, inflamatuar moleküller konağın kendisine zarar vermemek için konağın anti-inflamatuar molekülleri ile kontrol edilir. Bunun yanında sonradan kazanılmış bağışıklık sistemi de immün toleransın sürdürülmesinde katkıda bulunur. (Timustaki self-reaktif T hücrelerinin klonal silme sistemi ve T helper 2 hücrelerinin (Th2) farklılaşması dahil olmak üzere lenfosit iç kontrolü için farklı mekanizmalar vardır.) Merkez toleranstan kaçan self-reaktif lenfositler antijenleriyle karşılaşsalar bile, düzenleyici T hücrelerinin (Treg) aktive olmasıyla veya anerjinin indüksiyonuyla periferde inaktive olabilirler. Treg’ ler, immün hemostazında hayati rol oynadığı immün yanıtların üzerinde baskılayıcı aktiviteye sahiptirler. Hayvan deneylerinde Treg hücrelerinin tüketilmesi otoimmüne hastalıklarla sonuçlanmıştır. Aslında, çeşitli otoimmün hastalıklarda Treg hücrelerinin sayısında ve işleyişinde kusur olduğunu gösterir (2).

        Bu yüzden immün sistemin başarısı kendi antijenlerine karşı tolerans oluştururken yabancı antijenlere karşı savunma gösterebilme yeteneğine dayanır. İnflamatuar ve otoimmün hastalıklara bakıldığında pro-inflamatuar ve anti-inflamatuar faktörler arasıdan bir dengesizlik olduğu görülür. Th2 (IL-4, IL-5, IL-10...) ve Treg hücrelerindeki artış var olan dengeyi anti-inflamatuar yönüne kaydırırken, Th1/Th17 (IFN-γ, IL-2, IL-17...) hücrelerindeki artış pro-inflamatuar yönüne kaydırmaktadır. İmmün yanıtın iki bileşeni olan inflamasyon ve otoimmüniteyi ve bunları düzenleyen ajanları tanımlamak son derece önemlidir.

          İmmün hücreler inflamatuar/otoimmün yanıt sırasında endojen faktörler üretirler. Çünkü yaşam için immün toleransın sürdürülmesi gerekmektedir. Geleneksel anti-inflamatuar ve/veya immünbaskılayıcı sitokinler inflamatuar/otoimmün yanıtı kontrol altında tutmak için öne çıkan adaylardır. İnflamatuar mediyatörlerin gen aktivasyonunu önleyen ajanlar (kortitosteroidler ve non-steroidal anti-inflamatuar ilaçlar gibi) ve inflamatuar sitokinleri nötralize eden antikorlar, anti-inflamatuar sitokinler ile tedaviler, farklı seviyelerdeki immün yanıtı engellemede kullanılır. Geçtiğimiz on yılda araştırmacılar özellikle inflamatuar şartlar altında, bağışıklık hücreleri tarafından üretilen ve klasik nöroendokrin mediyatör olarak kabul edilen nöropeptit ve hormanları araştırmaya odaklanmıştır. Bu nöropeptitlerin bazıları inflamatuar ve otoimmün hastalıkların tedavisi için potansiyel aday listesinde yer almaktadırlar (3).

        Nöroendokrin Sistem ve İmmün Sistemin Birbirleriyle İletişimi: İki Yönlü Ortak Dil Kullanımı

         İmmün homeostazın düzenlenmesi korporal homeostatik dengenin bir parçasını oluşturur. Önemli bazı çalışmalar, immün sistem yanıtının sadece otonom immün sistemin antijenik stimülasyonuyla belirlenmediğini göstermiştir. Endokrin sistem, sinir sistemi ve immün sistem arasındaki ilişki spesifik ajanlar, primer ve yardımcı hücrelerin karmaşık ağı ile düzenlenir. Bu biyolojik iletişim, enfeksiyon veya doku yaralanmasına yanıt olarak sistemik immün/inflamatuar yanıt olduğunda, immün sistemin nöroendokrin sistemle etkileştiğini gösterir. Sinir sistemi febril yanıtın düzenlenmesiyle bu bilgiye yanıt oluşturur ve daha sonra uyuma, hareket ve beslenme gibi davranışsal etkiler gösterir. Hem stres hem de immün uyarı, bazı önemli moleküler yolakları tetikleyen hipotalamusta çeşitli nöron gruplarını aktive eder. Buna en iyi örnek, hipotalamus-hipofiz-adrenal eksen ve glukokortikoitin salgılanmasının aktive edilmesidir. Ayrıca bu koşullar altında kortikoidler, östrojenler ve katekolaminlerin de salınımı indüklenir. Kortikosteroidler immün yanıtı dizginlemek için klinikte yaygın bir şekilde kullanılan anti-inflamatuar ve immünsüpresif ajanlar olarak bilinir. Nörojenik inflamasyon boyunca salınan opioidlerin anti-inflamatuar ve antinosiseptif etkisi bir diğer örnektir.  İmmün sistem ve nöroendokrin sistem arasındaki bu etkileşim iki yönlüdür ve karşılık bir biyokimyasal dil aracılığıyla sağlanır. İmmün hücreler sitokinler/interlökünler üretir. Üretilen sitokinler/interlökünler nöroendokrin hücrelerde eksprese edilen reseptörler ile tanınır. Diğer taraftan ise sinir sistemi ve endokrin sistemin ürettiği nöropeptitler, nörotransmiterler ve hormonlar immün sistemin hücreleri tarafından tanınır. İlginç bir şekilde immün hücreler antijenik ve inflamatuar sinyallere yanıt olarak nöropeptit de üretebilirler. Bu nöropeptitler, immün hücreler üzerinden eksprese edilen spesifik reseptörler ile parakrin/ otokrin bir şekilde etki gösterir(4). 

        İmmünomodülatör Role Sahip Endojen Anti-inflamatuar Nöropeptitler

Vasoaktif intestinal peptit (VIP), hipofiz adenilat siklaz aktive edici peptid (PACAP), ürokortin (UCN), adrenomedullin (AM), kortistatin (CST) ve ghrelin (GHR) farklı fizyolojik fonsiyonlara sahip, farklı hücre ve dokularda üretilen nöropeptitlerdir. Bu nöropeptitler çok farklı görünmelerine rağmen, İmmün toleransı düzenlemek için onları çekici kılan bazı karakteristik özellikler paylaşırlar. Genellikle inflamasyona, yaralanmaya, antijene yanıt olarak immün hücreler tarafından üretilirler (Tablo 1). Farklı immünokomponent hücrelerde eksprese olan G-protein çifti reseptörlerine bağlanırlar.  Bu reseptörler, inflamatuar mediatörlerin transkripsiyonu ve çeşitli transdüksiyon yolaklarının downregülasyonuyla ile ilişkili cAMP/PKA yolağının aktivasyonunda yer alırlar.

Farklı deneysel modellerle yapılan çalışmalarda inflamatuar ve otoimmün hastalıklarda bu nöropeptitlerin rolü denenmiştir.  VIP, PACAP, UCN, AM, CST veya GHR ile tedavinin, hastalık başlangıcını geçiktirdiği, sağ kalımı arttırdığı, sepsis, kolojen-indüklü artriti, tip-1 diyabetin çeşitli deneysel modellerinde şiddetini azaltığı gösterilmiştir. Bu nöropeptitler self-reaktif Th1 hücrelerinin gelişimini bozar. Bunun sonucunda infalamatuar hücreler sızarak yıkıcı inflamatuar mediatörlerin (sitokinler, azot/oksijen  radikalleri ve matriks metalloproteinazlar) üretimini azaltır. VIP çalışmalarından elde edilen birçok veri, çeşitli seviyedeki immün yanıtların düzenlenmesinde, nöropeptitlerin baskılayıcı etki mekanizmlarının rol oynadığını göstermiştir.

Doğal bağışıklıkta; VIP, PACAP, AM, UCN, CST ve GHR IL-10 ve IL-1 gibi anti-inflamatuar sitokinlerin üretimini uyarırken, kemokinler ve inflamatuar stokinlerin üretimini azaltır.  VIP, PACAP, UCN ve CST aynı zamanda, dendritik hücreler (DCs) ve migroglia, siklooksijenaz 2 (COX 2), prostaglandin E2 gibi diğer inflamatuar mediatörlerin ekspresyonunu downregüle ederler. Özellikle VIP ve GHR fagositik aktivitelerini inhibe ederek peritoneal makrofajlarının aktivasyonunu düzenlerler. Aynı şekilde VIP ve UCN, inflamatuar koşullar altında makrofajların apoptosisine neden olur (5).

Son zamanlardaki çalışmalar VIP, GHR ve UCN’ nin kritik faktör yüksek-hareketli box-1 (high-mobility group box-1) salınımını azalttığını göstermiştir. High-mobility group box-1 inflamasyon faktörüdür ve aynı zamanda otoimmünitede önemli role sahiptir.

Nöropeptitler aynı zamanda mast hücrelerinin farklı fonksiyonlarının düzenlenmesiyle immün yanıtı modüle ederler. Bu örnek olarak degranülasyon verilebilir.

Öte yandan AM ve GHR inflamasyon düzenlenmesinde kritik rol oynayan, bir transkripsiyon faktörü olan ve peroksizom proliferatör aktive edici reseptör-ɣ’ yı  indükler.

VIP çalışmalarından gelen çoğu veri, nöropeptitlerin farklı mekanizmalarla Th1/Th2/Treg dengesini düzenleyebildiğini göstermiştir (Tablo-1). Bu bağlamda bazı mekanizmalar, aktif Th1 hücrelerinin proliferasyonunu doğrudan azaltırlar, Th1 ile ilişkili sitokinlerin (IL-2, IFN ve IL-17) üretimini inhibe ederler ya da spesifik kemokinlerin sekresyonunu inhibe ederek Th1 hücrelerini zayıflatırlar. Son zamanlardaki in-vivo çalışmalar VIP, UCN, AM ve CST’ nin  iltihaplı dokularda ve lenf düğümlerinde Th17 hücrelerinin varlığını azalttığını göstermiştir. Ancak bu etkide immün hücrelerinin infiltrasyonunun azaltılmasının veya Th17 hücrelerinin farklılaşmasının ve/veya göçünün doğrudan bir etkisinin olup olmadığı tam olarak bilinmemektedir (6).

Self-reaktif Th1 hücre yanıtının inhibisyonu, B hücrelerini dolaylı olarak etkiler. Çünkü bu durum otoantikor (özellikle IgG2a antikorları) seviyesinin azalmasının bir sonucudur. Bu etki, hedef doku üzerinde zararlı yanıtların iyileşmesine katkıda bulunabilir. Çünkü antikorların bu izotipleri tamamlayıcı ve nötrofil aktivasyona katılırlar. Son zamanlardaki çalışmalar, VIP’nin mukozal immün sistemi doğrudan etkilediğini de göstermektedir.

Öte yandan bazı önemli çalışmalar, otoimmünitede Treg hücrelerinin oluşmasının bu nöropeptitlerin faydalı etkilerinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Diğer yandan VIP, UCN, CST, AM ve GHR yeni, antijen-spesifik CD4⁺CD25⁺ Treg hücrelerinin periferal büyümesine neden olur. Bu nöropeptitler tarafından oluşturulan Treg hücreleri ile self-reakif effektör T hücrelerinin supresyonu self-reaktif T hücrelerini baskılar. Bu olay sitotoksik T-lenfosit-ilişkili protein 4 (CTLA4) ve IL-10 ve/veya TGF-β (Transforme edici büyüme faktörü beta) gibi immünsuprasif sitokinlerin ekspresyonuyla ve doğrudan hücre temaslarına bağlı mekanizma ile gerçekleşir.

Buna ilaveten VIP, kemik iliği öncüllerinden veya monositlerden tolerojenik Dentritik hücrelerin (tolDCs) farklılaşmasına neden olur. VIP’ nin neden olduğu tolDCs, in-vivo ortamda antijen-spesifik toleransı aktarma ve efektör T hücrelerinde supresif etkiler ile antijen-spesifik T hücreleri oluşturma yeteneğine sahiptir.

Bütün bu sonuçlar farklı seviyedeki immün yanıtı düzenleyen inflamatuar mediytörlerin hedef olabileceğini göstermektedir. Bu durum, muhtemelen mevcut tedaviler içinde nöropeptit tedavisinin avantajıyla en alakalı durumdur. Bu nöropeptitlerin potansitel etkisinin, cAMP-PKA yolağına kenetli spesifik reseptörlere olan yüksek bağlanma afinitelerine bağlı olduğu düşünülmektedir.

            

Bu hücreler arası yolağın aktivasyonu, nükleer  faktör-κB, mitojen aktivite edici protein kinazlar, interferon düzenleyici faktör 1 ve aktivatör protein dahil olmak üzere inflamatuar sitokinler, kemokinler ve kostimülatör faktörlerin gen ekspresyonuna katılan transkripsiyon faktörlerinin baskılanmasına neden olur. Bazı çalışmalar VIP ve PACAP gibi nöropeptitlerin, bu sinyal yolaklarının erken evrelerinde bulunan ortak upstream elementlerini etkilediğini göstermiştir. Bu bulguların çoğu VIP için rapor edilmesine rağmen, diğer hücre tiplerinde yapılan çalışmalarda çeşitli yolakları düzenleyen UCN, AM ve GHR için de tanımlanmıştır. Bu çalışmalar, aynı zamanda bu nöropeptitlerin immün baskılayıcı etkilere katıldığını da göstermiştir (7).

        Fonksiyonel Nöropeptit Ağı Sağlıklı Bir Durumun Devamlılığı İçin Önemlidir

Bazı nöropeptitler ile düzenlenen bu etkiler göz önüne alındığında, immün homeostazisin sürdürülmesinde endojen nörepeptitlerin bulunduğu fizyolojik role ile ilişkili bazı önemli sorunlar vardır. Örneğin; VIP, AM, VIP/PACAP reseptörlerinin veya UCN’nin eksikliği in vivo şartlarda endotoksemi, akciğer inflamasyonu ve Th1 aracılı yanıtlara yüksek duyarlılık göstermiştir. Endotoksemi, arterit ve Helicobacter pylori’nin neden olduğu enfeksiyonda GHR’nin düşük endojen seviyeleri bu hastalıkların herbirinin neden olduğu inflamatuar hasarı arttırır. Son zamanlarda PACAP-KO farelerden elde edilen sonuçlar oto-immün çevredeki bu bulguları desteklemiştir. PACAP-KO farelerde deneysel otoimmün ansefalomiyelit (EAE) insidansının ve şiddetinin daha yüksek olduğu gösterilmiştir. Aynı zamanda bu farelerde inflamatuar ve Th1 ansefalomiyelit hücreleri artmıştır ve antijene özgü Treg hücrelerini azaltmıştır. Diğer çalışmalar GHR/GHSR’siz farelerin timik debisini azalttığını ve timik adipositi arttırdığını göstermiştir. Bu durum, farklı T hücre alt kümelerinin oluşmasını ve seçimini etkileyebilir (8).

Yapılan çalışmalar artritli, endotoksemili, gastritli ve ülseratif kolitli hastalarda UCN ve AM seviyelerinin arttığını göstermiştir. Parkinson veya Alzheimer gibi dejeneratif bozukluğu olan hastalardan alınan beyin örneklerinde düşük seviyede VIP  görülmüştür. Aynı zamanda VIP seviyeleri, otoantikor seviyelerinin yüksek olduğu lupus ve otoimmün tiroiditlerde de azalmıştır. Son zamanlardaki çalışmalarda romatoid, artrit, osteoartrit ve multipl skleroz’lu hastalardan izole edilen monositlerin, sinoviositlerin ve T hücrelerinin düşük VIP reseptörü eksprese ettiği gösterilmiştir. Bütün bu sonuçlar göz önüne alındığında sağlıklı bir nöropeptit sisteminin önemi ortaya çıkmaktadır. Çünkü nöropeptitler immün yanıtın intrinsik modülatörleridir. Nöropeptit/reseptör sinyal sisteminde oluşan bir hata immün homeostazisin devamlılığını etkiler (9).

        Nöropeptiler İmmün Baskılayıcı Ajanlar Değildir

      İmmün sistemdeki bu nöropeptitlerin ana etkileri doğrudan immün yanıtı baskılayarak gerçekleşirse, immün baskılayıcı etki ve enfeksiyonlara karşı yatkınlık riski oluşturabilir. Ancak beklenen sonuçların aksine, bu nöropeptitlerin uygulandığı septik fareler uygulanmayan farelerden daha az peritonel bakteriye sahiptir. İlginç bir şekilde AM ve GHR gibi nöropeptitlerden bazıları doğrudan antimikrobiyal etki de göstermişlerdir. Bu durum Crohn hastalığı gibi bazı otoimmün koşullarda son derece önemlidir. Crohn hastalığı komensal ve patojenik bakteri arasındaki dengesizliktir. İlginç olan nöropeptitlerin ilkel organlarda bulunması ve evrim sürecinde oldukca iyi korunmuş olmasıdır. Nöropeptitler inflamatuar koşullarda temel olarak mukozal ve epitel yüzeylerde üretilirler. Önemli olan bu nöropeptitlerin hepsinin protozoa parazitlerine karşı antiparazitik etki göstermesidir. Nöropeptitler spesifik olarak Trypanosoma brucei’ nin dolaşımdaki formunu öldürür. İlginç bir şekilde polimorfonükleer hücreler tarafından üretilen nöropeptit fragmanları parasitisidal aktivite gösterir. Terapötik açıdan bakıldığında, nöropeptitlerin hedeflediği intraselüler kompartmanlar, parazitik hastalıkların tedavisi için ümit verici yeni yaklaşımlar oluşturabilir. Bu sonuçlar Trypanosoma cruzi gibi diğer trypanosomatidler ile ilgili bazı otoimmün miyokardial hastalıklar için de umut verici olabilir (10).

        Nöropeptitler: Patojen İmmünite ve İmmün Tolerans Arasındaki Dengeyi Korur.

Yüzyıllardır immün sistem ve nöroendokrin sistem arasında bir etkileşim olduğu düşünülmüştür. Geçtiğimiz yıllarda immün sistemin sinir sistemiyle karşılıklı iletişim halinde olduğu gösterilmiştir. Bu iletişim immün sistemin altıncı hisi olarak kabul edilmektedir. Enfeksiyon veya doku yaralanmalarında, sistemik immün/inflamatuar yanıtı sinir sistemine taşır. Sinir sistemi davranışsal yanıtları düzenleyerek (ateş, lokomotor aktivitenin, iştah ve üremenin azalması) ve genellikle anti-inflamatuar ve immünsupresif moleküler yolakları hedefleyerek bu çağrıya cevap verir. Ayrıca fiziksel ve psikolojik stress koşullarında beyin, immün sistemi kontrol eder. Bu iletişim karşılıklı biyokimyasal bir dille gerçekleşmektedir. İmmün hücrelerin ürettiği sitokinler/interlökinler nöroendokrin sistemin hücrelerinde eksprese edilen reseptörlerle tanınır. İletişimin diğer tarafında ise sinir sistemi ve endokrin sistemin ürettiği nöropeptitler, hormonlar ve nörotransmitterler immün sistemin hücreleri tarafında tanınır. Bu senaryoda göze çarpan en ilginç olaylardan biri immün hücrelerinin (lenfositler, makrofajlar, dentritik hücreler, mast hücreleri ve polimorfonükleer hücreler) antijenik ve inflamatuar sinyallere yanıt olarak nöropeptit üretebilmesidir. Bu nöropeptitler immün hücrelerdeki spesifik reseptörleri üzerinde otokrin/parakrin şekilde etki gösterir. Geçtiğimiz 20 yılda immün yanıttın düzenlenmesinde kemokin-like faktör olarak etki gösteren nöropeptitlerin sayısı artmıştır. Bu nöropeptitlerin bir çoğu anti-inflamatuar özellik gösterir. Özellikle makrofaj, mikroglia ve nötrofillerde belirgin fazlalık ile hareket ederler ve doğal inflamatuar yanıtı kontrol altında tutarlar.

Çok az sayıda nöropeptit sonradan kazanılan immün yanıtı düzenler. Hatta daha da kısıtlısı, immün toleransın düzenlenmesinde önemli role sahip nöropeptit sayısıdır. Bu durum otoimmün hastalıkların tedavisinde potansiyel oluşturmaktadır. Geçtiğimiz birkaç yılda çeşitli yayınlar immün sistemin düzenlenmesinde nöropeptitler ve hormonların rolünü geniş ölçüde ele almışlardır. İnflamatuvar hastalıklarda mekanizmayı tartışmışlar, nöropeptit tabanlı tedavilerin potansiyel faydalı etkilerini analiz etmişlerdir (11).

        Nöropeptitle İmmün Hastalıklarda Klinik Uygulamalar İçin Hazır mıdır?

Bazı deneysel modellerde nöropeptitlerin faydaları etkileri gösterilmiştir. Temel soru, otoimmün hastalıklarda ve inflamasyonda nöropeptit temelli etkili klinik tedavilerin ne kadar uzağındayız? Son zamanlardaki çalışmalar nöropeptit tedavisinin mevcut tedavilerden avantajlı olabileceği düşüncesini oluşturmaktadır. En geçerli avantajı ise geniş spektrumda inflamatuar faktörleri (sitokinler, kemokinler ve sitotoksik faktörler) düzenlemesidir. Örneğin; VIP, PACAP ve kortistatin makrofajlarda, dentritik hücrelerde ve mikroglialarda siklooksijenaz 2 (COX2) ekspresyonunu inhibe ederek inflamatuar medyatör PGE2’ nin üretimini azaltır. Aktif mikroglialar da bu nöropeptitlerin bazılarının supresif etki göstermesi ilgi çekmiştir. Böylece VIP ve ghrelin, mikrogliada beta-amiloid fibrillerin ve nörotoksin MPTP’ nin (1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahidropiridin) indüklediği inflamatuar yanıtı baskılar. Bu durum Alzheimer ve Parkinson hastalıklarında nöropeptitlerin kullanımının yakın gelecekte mümkün olabileceğini göstermektedir. Benzer şeklide VIP ve ghrelinin mikroglial aktivasyonu bloklayarak Parkinson hasta modellerinde fareleri nörodejenerasyondan koruduğu gösterilmiş. Ayrıca ghrelin ile mikrogliaların deaktivasyonu deneysel otoimmün ensefalomiyelitte (EAE) koruyucu etki göstermektedir. Nöropeptitlerin downregüle ettiği diğer klinik faktör high-mobility group box-1 (HMGB1)’ dir. HMGB1 DNA-bağlayıcı proteindir. Bu protein öldürücü endotoksima ve sepsisin gerekli ve yeterli mediyatörü olarak görülmektedir.  Farklı çalışmalar VIP, ürokortin, ghrelin ve PACAP’ nin in vivo ve in vitro olarak makrofajların aktive ettiği HMGB1 sekresyonunu inhibe ettiğini göstermiştir. Bu inhibisyonun in vivo ve in vitro koşulllarda aktif makrofajlar tarafında gerçekleştirildiği gösterilmiştir. Bu etki sepsiste bahsi geçen nöropeptitlerin koruyucu rolüyle alakalıdır.

            İnflamasyon üzerinde etkili nöropeptitlerin birçoğu inflamatuar mediyatörlerin downregülasyonuyla alakalıdır. IL-10 ve IL-10Ra’ nın dışında diğer anti-inflamatuar faktörlerin nöropeptitler tarafında etkilendiği 2007 yılına kadar bilinmiyordu. 2007 ve 2009 yılında yapılan iki yayında aktif makrofajlarda PRAP-γ’ nın adrenamedullin ve ghrelin ile indüklendiği yayınlandı. PRAP-γ’ nın yağ asidi ve glikoz metabolizmasının düzenlenmesine ve adipozların farklılaşması ve çoğalmasında katkısının yanında son zamanlarda endotel hücrelerindeki ve makrofajlardaki anti-inflamatuar yolaklarda da tanımlanmıştır. Nöropeptitlerle PRAP-γ’ nın düzenlenmesi sadece endotoksima gibi koşullarda değil aynı zamanda aterosikloroz gibi inflamatuar hastalıklarda inflamatuar yanıtı ortadan kaldırmak için uygundur. Aterosiklorozlu hastaların makrofajlarında kolestrol birikmesinin düzenlenmesinde PRAP-γ önemli rol oynar. Aterosikloroz, arteriyal duvar bileşiklerine karşı Th1’ in düzenlendiği otoimmün yanıtı oluşturmasıyla inflamatuar hastalıkların karakteristik özelliklerini taşmaktadır. Çeşitli çalışmalarda VIP ve PACAP gibi nöropeptitlerin, Th1 yanıtlarını baskıladığı bulunmuştur. Bu durum, gelecekte vasküler hastalıkların tedavisinde anti-inflamatuar nöropeptitlerden yararlanılabileceğine işaret etmektedir (12).

                

MSH, VIP, PACAP, ürokortin, ghrelin, kortistain ve adrenomedullin gibi nöropeptitler immün toleransın sağlanmasında yer almaktadır. Bu durum özellikle otoimmün koşullar altında regülatör T hücrelerin (Treg) oluşumunu indükleyerek meydana gelmektedir. Treg hücreleri self-toleransın sürdürülmesinde anahtar role sahip immün sistemin miğferi (blue helmets) olarak düşünülmektedir. Neredeyse bütün otoimmün hastalıklar Treg hücre sayılarının azalması veya fonksiyonlarının bozulmasıyla tanımlanır. Treg hücrelerinin iki ana popülasyonu tanımlanmıştır. Doğal oluşan Treg hücreleri temel olarak Timusta oluşur. Bu hücreler yüksek miktarda CD25 ve transkripsiyon faktör FoxP3 eksprese ederler. Çevresel olarak indüklenen Treg hücreleri IL-10 salgılayan Tip 1 Treg (Tr1) hücrelerinden, transforme edici büyüme faktörleri salgılayan Treg hücrelerinden ve indüklenebilir FoxP3 Treg hücrelerinden oluşur.

Kaynağına bakılmaksızın bu Treg hücreleri otoreaktif efektör T hücrelerini baskılar. Önceki çalışmalar (özellikle in vivo çalışmalar) nöropeptitlerin periferal CD4⁺CD25^- IL-10 salgılayan T hücrelerinin oluşumunu indüklediğini göstermiştir. İn vitro koşullarda tolerojenik dendritik hücrelerinin (tolDC) MSH, VIP ve PACAP ile indüksiyonunun bazı Treg hücrelerinin oluşumunda önemli rol oynadığı görülmüştür. Nöropeptilerle Treg hücrelerinin indüksiyonu deneysel otoimmünitede Treg hücrelerinin antijene özgü etkileri için önemlidir. Bu durum self-antijenlere ve alloantijenlere uzun dönem tolerans sağlayarak otoimmünite ve allojenik transplantasyon tedavisi için hücre tabanlı strateji olasılığı doğurur. Treg hücreleri hakkında önemli biyolojik bulguların kliniğe dönüştürülmesi kısıtlı olduğu için bahsedilen durum terapötik açıdan son derece önemlidir. Antijen spesifik Treg hücrelerinin oluşması için seçilmiş antijenler ve peptitler kullanılarak in vitro ortamda Treg hücre popülasyonunun artması bu problemin çözüm yoludur. Yapılan çalışmalarda VIP ile tolDC’ lerin farklılaşmasıyla allojen spesifik insan Treg hücrelerinin indüklenebildiği gösterilmiştir. Bunlara ilaveten VIP varlığında, CD4⁺CD25^- lenfositlerin aktivasyonu, efektör veya allojenik T hücrelerde supresif kapasiteli CD4⁺CD25^-FoxP3⁺ IL-10 eksprese eden T hücrelerin oluşumuna neden olur. Her iki çalışma hücre döngü progresyonunun bloklanmasının ve supresif molekül CTLA-4’ ün (Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4) ekpresyonunun, VIP-dönüşümlü Treg indüksiyonu için ön koşul olduğunu göstermiştir.

                Son zamanlarda Treg temelli klinik tedavilerin bağımsız progresyonu ilaç olarak nöropeptitlerin kullanıldığı terapötik stratejilerin uygulamasını desteklemektedir. Nöropeptitlerin immünolojik hastalıklarda çeşitli komponentler üzerindeki etkilerine ilaveten endojen bir madde olarak diğer immünsuppresif ve anti-inflamatuar ilaçlara göre ciddi bir yan etkisi görülmemektedir. Aslında daha önceden bu nöropeptitlerin birçoğu sepsis tedavisinde ve belli komplikasyonları olmayan diğer hastalıklarda insanlara uygulanmıştır. Kronik pulmoner enfeksiyonlu ve kaşeksili hastalarda ghrelinin sistemik infüzyonu solunum yolu enfeksiyonunda ciddi azalışa neden olur. Bu konuyla ilişkili 2010 yılında Prasse ve arkadaşlarının yaptığı önemli bir çalışma yayınlanmıştır. Bu çalışmada aktif sarkoidozlu hastalarda VIP’ in terapötik etkisi tanımlanmıştır. Etiyolojik kalıntıları bilinmemesine rağmen çok sayıda kanıt granülomada alveoler makrofaj/Th1’ in yaptığı inflamatuar yanıtın sarkoidoz gelişiminde merkezi bir unsur olduğunu göstermektedir. Nebülize VIP inhalasyonunun kullanıldığı faz II çalışmasında VIP’ in güvenli ve iyi tolere edilebildiği gösterilmiştir. Bu durum bronkoalveolar hücrelerin ürettiği TNF-alfa ve kostimülator moleküllerin ekspresyonunu önemli düzeyde azaltmıştır. Ayrıca bronkoalveolar CD4⁺CD25⁺FoxP3⁺ Treg sayısı artmıştır. Bu çalışma hastalarda eksojen VIP’ in immünregulatör etkisini gösteren ilk çalışma olmasının yanında insan akciğerinde Treg’ in indüksiyonunu da tanımlamıştır.

                Her ne kadar VIP immün sistem hastalıklarında sistemik veya lokal uygulaması etkili olsa da dolaşımdaki peptidazların bu nöropeptitleri parçalaması söz konudur. İlgili nöropeptitlerin dolaşımdaki yarı ömürlerini arttıracak stratejiler arasında bu peptitlerin amino asit modifikasyonları veya değişimlerinin sağlanması düşünülmüştür. Bu bağlamda Onoue ve arkadaşlarının çalışmalarına göre VIP’ nin stabilitesi 40 ^oC’ de 60 günün üzerine çıkarılmıştır. Astım/COPD hastalarında stabilitesi arttırılmış VIP’ nin inhalasyon yoluyla etkisi gösterilmiştir.

            Son zamanlarda nöropeptitleri taşımak için yeni yöntemler geliştirilmiştir. Önceleri in-vitro ortamda misel ve lipozom tabanlı formulasyonların sürekli nöropeptit salgıladığı gösterilmiştir. Ancak, nöropeptid-lipozom formülasyonlarının boyutu hedef organa erişimi tehlikeye sokabilir. Bu problemden kaçınmak için gümüşten üretilen VIP nanopartiküller formüle edilmiştir. Bunlar saf VIP deaktive edici mikroglialarla aynı fonksiyona sahiptirler. Bu çalışma metal nanopartiküllerle hedefe yönelik nöropeptit  tedavisinin ilk örneği olmuştur.

            Benzer şekilde diğer hastalıklarda gen tedavisi için kullanılan yöntemler hedef dokuya nöropeptitleri ulaştırmak için alternatif yol olarak ortaya çıkmaktadır. Nöropeptit eksprese eden adenoviral vektörler ve adenovirüsle ilişkili viral vektörler daha önceden hayvan modellerinde inflamatuar ve otoimmün hastalıkları tedavi etmek için kullanılmıştır. Son zamanlarda otoimmün arterit modellerinde VIP eksprese eden lentiviral vektörlerin faydası değerlendirilmiştir. Lenti-VIP vektörlerinin öne çıkan en önemli etkisi şiddetli arteritte potensiyel tedavi edici etkisi olmuştur. Ancak bu vektörler sistematik olarak uygulandıklarında neredeyse bütün hücrelerle bütünleştiği için, bazı araştırmacılar seçici bütünleşme üzerine odaklanmıştır. Kombine gen-hücre tedavisi potansiyel alternatif yöntem olarak görülmektedir. Burada inokülasyondan önce nöropeptit içeren vektör ex vivo ortamda merkez bir hücreye entegre edilir. Son zamanlarda farklılaşma süresinde lenti-VIP vektörlerin transdüksiyon edildiği dentritik hücrelerin EAE (deneysel otoimmun ensefalomiyelit) ve sepsis modellerinde tedavi edici etkisi gösterilmiştir. α-MSH kodlayan AAV’ nin (adeno-assosiated vector) transdüksiye edildiği antijen-spesifik T hücrelerde EAE için benzer etki görülmüş. Bu etkiler, lenti-VIP-DCs ve AAV-MSH-T hücrelerinin tolerojenik/immün supresif profil sergilemesine ve inflamasyon tarafına göç etmesine dayanmaktadır. Bu durum tedavinin etkisini arttırdığı gibi seçicilik ve güvenlik içinde önemlidir(13).

           

KAYNAKLAR

1.      Lucianna S., Jenny C., Mara C: Neuroendocrinology 2011; 31: 2109–2113.

2.      Lindley S, Dayan CM, Bishop A, Roep BO, Peakman M, Tree TI: Defective suppressor function in CD4+CD25+ T-cells from patients with type 1 diabetes. Diabetes 2005; 54: 92–99.

3.      Gonzalez-Rey E, Delgado M: Anti-inflammatory neuropeptide receptors: new therapeutic targets for immune disorders? Trends Pharmacol Sci 2007; 28: 482–491

4.      Lühder F, Lee DH, Gold R, Stegbauer J, Linker RA: Small but powerful: short peptide hormones and their role in autoimmune inflammation. J Neuroimmunol 2009; 217: 1–7.

5.      Gonzalez-Rey E, Varela N, Chorny A, Delgado M: Therapeutic approaches of vasoactive intestinal peptide as a pleiotropic immunomodulator. Curr Pharm Des 2007; 13: 1113– 1139.

6.      Gonzalez-Rey E, Chorny A, Varela N, Del Moral RG, Delgado M: Therapeutic effect of cortistatin on experimental arthritis by downregulating inflammatory and Th-1 responses. Ann Rheum Dis 2007; 66: 582–588

7.      Gomariz RP, Arranz A, Abad C, Torroba M, Martinez C, Rosignoli F, Garcia-Gómez M, Leceta J, Juarranz Y: Time-course expression of Toll-like receptors 2 and 4 in inflammatory bowel disease and homeostatic effect of VIP. J Leukoc Biol 2005; 78: 491–502.

8.      Abad C, Tan YV, Lopez R, Nobuta H, Dong H, Phan P, Feng JM, Campagnoni AT, Waschek JA: Vasoactive intestinal peptide loss leads to impaired CNS parenchymal T-cell infiltration and resistance to experimental autoimmune encephalomyelitis. Proc Natl Acad Sci USA 2010; 107: 19555–19560.

9.      Delgado M, Robledo G, Rueda B, Varela N, O’Valle F, Hernandez-Cortes P, Caro M, Orozco G, Gonzalez-Rey E, Martin J: Genetic association of vasoactive intestinal peptide receptor with rheumatoid arthritis: altered expression and signal in immune cells. Arthritis Rheum 2008; 58: 1010–1019.

10.  Delgado M, Anderson P, Garcia-Salcedo JA, Caro M, Gonzalez-Rey E: Neuropeptides kill African trypanosomes by targeting intracellular compartments and inducing autophagic- like cell death. Cell Death Differ 2009; 16: 406–416.

11.  Elena G., Doina G., Mario D: Neuropeptides: keeping the balance between pathogen immunity and immune tolerance. Pharmacology 2010; 10: 473-481.

12.  Anderson P, Gonzalez-Rey E: Vasoactive intestinal peptide induces cell cycle arrest and regulatory functions in human T cells at multiple levels. Mol Cell Biol 2010, 30:2537-2551.

13.  Toscano MG, Delgado M, Kong W, Martin F, Skarica M, Ganea D: Dendritic cells transduced with lentiviral vectors expressing VIP differentiate into VIP-secreting tolerogenic-like DCs. Mol Ther 2010, 18:1035-1045.